不同熱處理方式對小米粉粉質(zhì)特性及沖調(diào)性的影響

任彩霞,王立霞,梁思怡,吳 丹,李白存,楊苗苗,郭雅琴

(陜西學(xué)前師范學(xué)院,陜西 西安 710100)

小米(millet)是粟(北方稱谷子)(SetariaitaticaBeauv)脫殼而成的糧食,粒徑小,直徑約1 mm,是世界上最古老的農(nóng)作物之一,起源于我國黃河流域,至今已有7 300多年的栽種史[1-3]。小米富含多種營養(yǎng)素,其中蛋白質(zhì)含量高于大米、玉米,且含有人體八種必需氨基酸,其中色氨酸的含量居谷物之首,維生素與礦物質(zhì)含量也很可觀,其中維生素B1含量居雜糧之首[4]。此外小米不需要精細(xì)加工,可保留較多微量元素和維生素[5]。小米作為全谷物食品,有利于預(yù)防多種與飲食相關(guān)的慢性疾病,還可影響嬰幼兒飲食偏好的形成,并持續(xù)到生命后期,因此盡早攝入小米食品,對構(gòu)建健康膳食結(jié)構(gòu),形成科學(xué)飲食習(xí)慣具有積極意義[6-7]。沖調(diào)米粉是嬰幼兒最主要的輔食,但長期以來小米在米粉中的含量低,市場占有率低,產(chǎn)品沖調(diào)性差,易結(jié)塊分層等問題,成為制約小米沖調(diào)粉發(fā)展的瓶頸。

炒制、蒸煮、微波、氣流膨化是谷物加工的重要方式,對產(chǎn)品的風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)、沖調(diào)、營養(yǎng)等品質(zhì)具有不同影響。付永霞等[8]指出,小米經(jīng)高溫蒸煮后會(huì)充分吸水膨脹,并發(fā)生一定程度的糊化,但同時(shí)降低了淀粉的消化率。Obadina等[9]發(fā)現(xiàn)烘焙在一定程度上可以提升小米粉的水溶性指數(shù)和吸油能力。炒制法對小米的芳香成分具有積極影響,可增加芳香氣味,但食用易上火。而微波過程中,小米中的氨基化合物和還原糖等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),生成有香味的物質(zhì),增添了小米新的風(fēng)味。氣流膨化技術(shù)原理是通過加熱物料,逸出水分形成較大的壓力,然后瞬時(shí)泄壓使高溫高壓狀態(tài)轉(zhuǎn)換為常溫常壓,物料和氣流瞬時(shí)膨出,并且使物料的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,營養(yǎng)成分得到較好的保留[10]。本研究通過探究4種傳統(tǒng)熱處理方式對小米粉粉質(zhì)特性、沖調(diào)性和感官品質(zhì)等食用品質(zhì)的影響,篩選出最優(yōu)制備工藝,以期為速食營養(yǎng)小米粉的制備提供技術(shù)支持。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 材料

小米,購于陜西銀波農(nóng)產(chǎn)品開發(fā)有限公司。

1.2 主要儀器和設(shè)備

H2050R低溫離心機(jī),北京海天友誠科技有限公司;SC-80C全自動(dòng)色差計(jì),北京康光光學(xué)儀器有限公司;PYX-DHS.400-BS-Ⅱ恒溫培養(yǎng)箱,上海恒宇儀器有限公司;HN-2電熱恒溫水浴鍋,懷柔北辰儀器科技有限公司;AD-20多功能粉碎機(jī),上海愛德科技有限公司。

1.3 小米粉加工工藝流程及工藝條件確定

1.3.1炒制法(FM)

工藝流程:小米→淘洗、浸泡→炒制→磨粉→過篩(80目篩)。

工藝條件確定:稱取100 g優(yōu)質(zhì)小米,快速淘洗后按照水∶小米為2∶1的比例浸泡120 min,晾干水分后進(jìn)行炒制,炒制時(shí)間和功率見表1。通過感官品質(zhì)鑒評確定最佳條件,即600 W炒制20 min,此時(shí)炒制出的小米粉有淡淡的焦香味,熟化程度適中,無生小米粉味,粉質(zhì)較均勻細(xì)膩,呈淡黃色。

表1 炒制加工工藝條件

1.3.2蒸煮法(CM)

工藝流程:小米→淘洗、浸泡→蒸煮→干燥→磨粉→過篩(80目篩)。

工藝條件確定:浸泡后的小米放入鍋中蒸煮,蒸煮功率及時(shí)間見表2。通過感官品質(zhì)鑒評確定最佳條件,即2 100 W蒸煮10 min,蒸煮后放入涼水中,以避免干燥后結(jié)塊。所制小米粉呈黃色色澤,粉末均勻、細(xì)膩,有小米特有的香味,無焦香味。

表2 蒸煮加工工藝條件

1.3.3微波法(MM)

工藝流程:小米→淘洗、浸泡→微波→磨粉→過篩(80目篩)。

工藝條件確定:浸泡后的小米置于微波爐中,微波程度及時(shí)間見表3。根據(jù)感官鑒評得到最優(yōu)工藝條件,即中火5 min,磨粉后小米粉呈亮黃色均勻粉體,具有小米特殊香味,無生小米味,有淡淡的焦香味。

表3 微波加工工藝條件

1.3.4氣流膨化法(EP)

工藝流程:小米→除雜→調(diào)節(jié)水分→膨化→磨粉→過篩(80目篩)。

工藝條件確定:除雜后的小米置于傳統(tǒng)氣流膨化機(jī)中,膨化工藝條件見表4。根據(jù)感官鑒評得到最優(yōu)工藝條件,即不添加水分,膨化壓力為0.9 MPa,制備出的小米粉呈亮黃色,粉體均勻細(xì)膩,有小米特有的醇香味且?guī)в械蚧蟮南阄丁?/p>

表4 氣流膨化工藝條件

1.4 小米粉感官評定

稱取5 g小米粉加入25 mL 90～100℃的熱水沖調(diào),挑選15名嗅覺味覺良好,熟悉感官品質(zhì)鑒評理論知識(shí)及操作方法的食品專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行感官評價(jià),感官評分標(biāo)準(zhǔn)見表5。

表5 小米粉感官品質(zhì)評分標(biāo)準(zhǔn)

1.5 粉質(zhì)特性

1.5.1休止角

休止角的測定參照文獻(xiàn)[11]的方法。

1.5.2堆積密度

堆積密度的測定參照文獻(xiàn)[12]的方法。

1.5.3色值

色值的測定采用全自動(dòng)色差計(jì)。

1.6 沖調(diào)性指標(biāo)

1.6.1吸水性指數(shù)(WAI)和水溶性指數(shù)(WSI)

WAI和WSI的測定方法參照文獻(xiàn)[13]的方法。

1.6.2沖調(diào)穩(wěn)定性

沖調(diào)穩(wěn)定性的測定參照文獻(xiàn)[14]的方法,稍作修改。稱取5 g小米粉放入100 mL燒杯中,加入80～90℃超純水45 mL沖泡,再用磁力攪拌器以500 r/min轉(zhuǎn)速攪拌5 min,得到均勻的懸浮液,將懸浮液轉(zhuǎn)移至100 mL量筒中,放置10 min后記下上清液高度和沖調(diào)液總高度,計(jì)算k值,公式如下:

式中:h1為上清液高度,cm。h為沖調(diào)液總高度,cm。

1.6.3結(jié)塊率

結(jié)塊率的測定參照文獻(xiàn)[14]的方法,稍作修改。稱取小米粉10 g倒入500 mL燒杯中,加入100℃的超純水200 mL,緩慢攪拌2 min,然后用40目的恒重篩網(wǎng)進(jìn)行過濾,再用凈水將篩網(wǎng)上的殘留物質(zhì)漂洗一次,篩網(wǎng)不滴水后,將篩網(wǎng)放置在100℃恒溫干燥箱內(nèi)干燥,至連續(xù)兩次干燥稱重的質(zhì)量差在0.2 mg以下。結(jié)塊率計(jì)算公式如下:

式中:a為40目的篩網(wǎng)質(zhì)量,g;A為結(jié)塊物與篩網(wǎng)質(zhì)量,g;c為小米粉質(zhì)量,g。

1.7 數(shù)據(jù)處理

利用Excel軟件處理數(shù)據(jù),結(jié)果表示為“平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差”,采用SPSS 25.0分析軟件,對數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同熱處理方式對小米粉感官品質(zhì)影響

熱處理方式對小米粉感官評分的影響如圖1所示,小米粉的感官評分大小依次為:EP>CM>MM>FM,不同熱處理方式對小米粉的感官評分有顯著影響(P<0.05)。而FM小米粉呈現(xiàn)淺黃色,有焦香味,沖調(diào)后易分層、沉淀,質(zhì)地較稀薄,入口有顆粒感。MM小米粉呈現(xiàn)出均勻的亮黃色,粉末均勻,口感綿軟,有小米特有的香味,略有焦香味;沖調(diào)后均勻細(xì)膩,但放置一定時(shí)間出現(xiàn)分層,質(zhì)地較稀薄,口感不濃稠。CM小米粉呈現(xiàn)均勻黃色,粉末均勻,口感綿軟,有小米特有的香味,沖調(diào)后質(zhì)地較均勻,熟化程度也較均勻,呈現(xiàn)米濁液,入口細(xì)膩,沒有顆粒感,但放置一段時(shí)間后有少許的上清液。而EP小米粉沖調(diào)后呈現(xiàn)亮黃色、均勻細(xì)膩的米糊狀,入口細(xì)膩,無明顯顆粒感、無分層,從質(zhì)地、口感、氣味方面更受大眾歡迎。

圖1 熱處理方式對小米粉感官評分的影響

2.2 不同熱處理方式對小米粉粉質(zhì)特性的影響

不同熱處理方式對小米粉粉質(zhì)特性的影響見表6,熱處理方式對小米粉的堆積密度、休止角、色值均影響顯著(P<0.05)。色值結(jié)果用L*、a*和b*值表示,其中L*值為明亮度,該值越大表示色澤越明亮,a*值為紅綠度指數(shù),b*值為黃藍(lán)度指數(shù),兩者共同決定了色調(diào)。由表6可知,CM小米粉的L*值最低,b*值最高,小米粉顏色較黃,且色澤較暗,EP小米粉L*值最高,a*值和b*值較低,小米粉色澤較為鮮亮。堆積密度指粉體在自然堆積狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量,是體現(xiàn)粉體粗細(xì)程度的主要指標(biāo),堆積密度越大則粉體越細(xì)[15]。小米粉堆積密度次序?yàn)?FM

表6 熱處理方式對小米粉堆積密度、休止角、色值的影響

2.3 不同熱處理方式對小米粉沖調(diào)性的影響

2.3.1熱處理方式對小米粉WAI和WSI的影響

WAI和WSI反映粉體的溶解穩(wěn)定性,其中WAI是物料吸收水分能力的重要指標(biāo),WSI是指粉體釋放出的營養(yǎng)成分中各種可溶性物質(zhì)的比例,WAI和WSI越大,表明其在水中的穩(wěn)定性和溶解性越好。熱處理方式對小米粉WAI和WSI的影響如圖2所示,4種小米粉的WAI大小次序?yàn)?EP>CM>MM>FM,不同熱處理方式間小米粉的WAI和WSI差異性顯著(P<0.05)。由于在氣流膨化的高溫和高壓的條件下,小米粉中的淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)與水反應(yīng)產(chǎn)生很多親水性基團(tuán),使其結(jié)合水的能力增強(qiáng),優(yōu)于其他小米粉結(jié)合水的能力。4種小米粉的WSI大小次序?yàn)?EP>FM>CM>MM,WSI越大則釋放出的可溶性物質(zhì)越多,更有利于在水中分散均勻。綜上,EP小米粉的WAI和WSI值均最高,更易于沖調(diào),與水充分結(jié)合保持穩(wěn)定。

圖2 熱處理方式對小米粉WAI和WSI的影響

2.3.2熱處理方式對小米粉沖調(diào)穩(wěn)定性和結(jié)塊率的影響

熱處理方式對小米粉的k值和結(jié)塊率的影響結(jié)果見圖3。沖調(diào)穩(wěn)定性是小米粉在水中沖調(diào)后,靜止一段時(shí)間是否出現(xiàn)分層現(xiàn)象的反映,結(jié)果以k值表示,當(dāng)k值小于0.05時(shí),可判斷該小米粉的沖調(diào)穩(wěn)定性較好[19]。從圖3可以看出,不同小米粉間的沖調(diào)穩(wěn)定性具有顯著差異(P<0.05),其k值大小次序?yàn)镋P

圖3 熱處理方式對小米粉的k值和結(jié)塊率的影響

結(jié)塊率是評價(jià)沖調(diào)性的指標(biāo)之一,結(jié)塊率越小則沖調(diào)性越好,反之沖調(diào)性差。從圖3可以看出,EP小米粉結(jié)塊率最小,MM、CM和FM的結(jié)塊率依次增大。MM是在快速高溫下使其干燥和熟化,其淀粉糊化程度低,而CM小米粉熟化程度較高,進(jìn)而體現(xiàn)出CM小米粉沖調(diào)時(shí)比MM小米粉更易結(jié)塊。結(jié)塊率的大小影響著人們對小米粉感官品質(zhì)的評價(jià),在結(jié)塊率和感官評分中EP小米粉最佳,而FM小米粉最差,這也更好地印證了擠壓膨化小米粉在感官和沖調(diào)性指標(biāo)中都表現(xiàn)出最優(yōu)。

3 結(jié)論

(1)采用不同熱處理方式制備小米粉,其最優(yōu)工藝條件分別為:CM小米粉:2 100 W功率下蒸煮10 min;EP小米粉:膨化壓力0.9 MPa;MM小米粉:中火微波加熱5 min;FM小米粉:600 W炒制20 min,所制小米粉色澤、香氣、口感方面均最佳。

(2)不同熱處理方式會(huì)影響小米粉流動(dòng)性、色值、沖調(diào)性及感官品質(zhì),其中,EP小米粉感官評分顯著高于其他小米粉(P<0.05),其主要差異在于口感細(xì)膩程度及沖調(diào)易分層、沉淀現(xiàn)象;不同小米粉間的休止角、堆積密度及色值有顯著性差異(P<0.05),EP小米粉的堆積密度、休止角均最大,說明粉質(zhì)致密,但流動(dòng)性差,而CM和MM小米粉的tanθ<0.65,流動(dòng)性較好;沖調(diào)性方面,EP小米粉的WAI、WSI顯著高于其他小米粉(P<0.05),k值、結(jié)塊率顯著低于其他小米粉(P<0.05),說明EP小米粉沖調(diào)穩(wěn)定性高,溶解性最好。

綜上,適宜的氣流膨化工藝能改善小米粉的不易沖調(diào)的缺陷,且短時(shí)氣流膨化能夠減少營養(yǎng)元素的損失和破壞,更加營養(yǎng)健康。